[发明专利]一种核-壳结构表面施胶剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种核‑壳结构表面施胶剂的制备方法，包括以下步骤：将高分子乳化剂、水与一部分由(甲基)苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯类单体组成的混合单体混合，升温至80‑90℃，加入一部分引发剂，反应1‑2hr，合成内核乳液；继续滴加余下的混合单体和引发剂，以及有机硅氧烷和功能单体，滴加时间为2‑3hr，滴加完成后继续反应1‑2hr后冷却出料；有机硅氧烷中不含乙烯基有机硅氧烷，功能单体选自丙酸酸、丙烯酸‑2‑羟基乙酯、丙烯酸‑2‑羟基丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N‑羟甲基丙烯酰胺中的至少一种。本发明核‑壳结构的胶乳粒子可以兼顾表面施胶剂的成膜和耐水性，同时在壳层添加了有机硅氧烷，进一步提高施胶剂的抗水性和机械强度。

技术领域

本发明涉及造纸表面施胶剂制备技术领域，尤其涉及一种核-壳结构表面施胶剂及其制备方法。

背景技术

国内瓦楞原纸的生产中废纸浆的比例很高，由于其中含有杂质比较多，所以纸张的耐水性及机械性能较差。所以通常采用对纸张表面施胶的方式对纸张的性能进行改善。表面施胶在纸张表面会形成一层胶膜，它能够抵抗液体的渗透，同时还可以减少纸毛、提升纸页的表面平滑度，改善纸张的机械性能。近年来因为表胶施胶剂得到迅速的发展，目前大多是以均一的胶乳粒子构形的乳液。这样均一的结构不能兼顾产品的成膜性、硬度、稳定性和黏接性等性能，使得表面施胶剂的性能很难得到进一步提升。

CN100500995C公布了一种表面施胶剂的制备方法，其在四口烧瓶中加入去离子水、分散剂、乳化剂、引发剂、阳离子单体、(甲基)丙烯酸酯类单体和(甲基)苯乙烯进行自由基乳液聚合，30-95℃条件下反应时间为2-6小时，即获得产品；所说的分散剂为明胶，引发剂为过硫酸盐。

CN102635019B公开了一种有机硅表面施胶剂的制备方法，其采用氧化-还原引发体系，以淀粉为主要原料之一，以交联单体、阳离子单体、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯腈、有机硅单体为主要单体，通过无皂乳液聚合法制备了一种有机硅表面施胶剂。

以上专利文献中合成了两种表面施胶剂，其中CN100500995C采用了明胶为分散剂同时加入阳离子单体通过乳液聚合得到稳定的阳离子型表面施胶剂乳液。CN102635019B采用淀粉为主要原料通过无皂乳液聚合得到了一种有机硅表面施胶剂。其均一的胶乳粒子构形不能兼顾产品的成膜性、硬度、稳定性和黏接性等性能。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种新型的核-壳结构表面施胶剂及其制备方法，通过设计核较硬、壳较软的结构，这样表面施胶剂在兼有优异的成膜性的同时并不会降低其耐水性，从而解决现有技术存在的上述技术问题。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种核-壳结构表面施胶剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将高分子乳化剂、水与一部分由(甲基)苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯类单体组成的混合单体混合，升温至80-90℃，加入一部分引发剂，反应1-2hr，合成内核乳液；

S2、向所述内核乳液中滴加余下的混合单体和引发剂，以及有机硅氧烷和功能单体，滴加时间为2-3hr，滴加完成后继续反应1-2hr后冷却出料，得到所述核-壳结构表面施胶剂；所述有机硅氧烷中不含乙烯基有机硅氧烷，所述功能单体选自丙酸酸、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的至少一种。

优选的，步骤S1中所述混合单体中苯乙烯的加入量是苯乙烯总用量的70-90％，丙烯酸酯类单体的加入量是丙烯酸酯类单体总用量的10-35％。

优选的，所述有机硅氧烷选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙基氧硅烷、丙基三乙酰氧基硅烷中的至少一种。